DE69404274T2

DE69404274T2 - Adaptable holder means for existing heat exchangers of the type "pipes-in-jacket"

Info

Publication number: DE69404274T2
Application number: DE69404274T
Authority: DE
Inventors: Cecil C Gentry
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2014-12-29
Also published as: EP0661510A1; YU77794A; NO301947B1; NO945061D0; CA2131147C; NO945061L; US5411080A; KR950019349A; JPH07208895A; ES2104258T3; DE69404274D1; TW255972B; YU48628B; CA2131147A1; EP0661510B1

Description

Background of the invention

Die Erfindung betrifft allgemein Wärmetauscher und insbesondere (aber ohne Beschränkung hierauf) Rohrbündeiwärmetauscher.The invention relates generally to heat exchangers and in particular (but not limited thereto) to shell and tube heat exchangers.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Rohrbündelwärmetauscher bekannt. Verschiedene dieser Wärmetauscher wurden erfolgreich in der Praxis eingesetzt. Bei Rohrbündeiwärmetauschern und insbesondere bei großen Rohrbündelwärmetauschern kann es erforderlich sein, eine Halterung für die Rohre bereitzustellen, um ein Durchbiegen der Rohre zu verhindern und um Schäden aufgrund des Entstehens von Vibrationen in den Rohren während des Betriebs zu vermeiden. Rohrbündelwärmetauscher können bei der Herstellung mit Stabpralleinrichtungen versehen werden, um eine Auflage für die Wärmetauscherrohre zu bieten. Jedoch ist die Nachrüstung von bereits vorhandenen Wärmetauschern mit Stabpralleinrichtungen schwierig, da es zum Einbau der Stabpralleinrichtungen erforderlich ist, das Rohrbündel zu zerlegen. Es wäre daher wertvoll, über eine Stabpralleinrichtung zu verfügen, mit dem bereits vorhandene Rohrbündeiwärmetauscher leicht nachgerüstet werden können.Various shell-and-tube heat exchangers are known from the prior art. Several of these heat exchangers have been successfully used in practice. In shell-and-tube heat exchangers, and in particular in large shell-and-tube heat exchangers, it may be necessary to provide a support for the tubes to prevent the tubes from bending and to prevent damage due to the generation of vibrations in the tubes during operation. Shell-and-tube heat exchangers can be provided with rod baffles during manufacture to provide a support for the heat exchanger tubes. However, retrofitting existing heat exchangers with rod baffles is difficult because it is necessary to dismantle the tube bundle to install the rod baffles. It would therefore be valuable to have a rod baffle that can easily be retrofitted to existing shell-and-tube heat exchangers.

Summary of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stabpralleinrichtung bereitzustellen, die ohne Zerlegung des Rohrbündels zum Nachrüsten von bereits vorhandenen Rohrbündelwärmetauschern geeignet ist.One object of the invention is to provide a rod impact device that is suitable for retrofitting existing tube bundle heat exchangers without dismantling the tube bundle.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Nachrüsten von Wärmetauschern bereitzustellen, bei dem kein Ausbau des Rohrbündels erforderlich ist.A further object of the invention is to provide a method for retrofitting heat exchangers, in which no removal of the tube bundle is necessary.

Gemäß der beanspruchten Erfindung wird ein Prallring zur Verwendung als Halterungsvorrichtung im Rohrbündel eines Rohrbündelwärmetauschers bereitgestellt, der folgendes umfaßt: ein erstes halbkreisförmiges Element mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; ein zweites halbkreisförmiges Element mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; und eine Scharniereinrichtung zur drehbaren Befestigung eines ersten Endes des ersten halbkreisförmigen Elements am ersten Ende des zweiten halbkreisfömigen Elements in der Weise, daß sich das erste halbkreisförmige Element so um das erste Ende des zweiten halbkreisförmigen Elements drehen kann, daß das zweite Ende des ersten halbkreisförmigen Elements in Kontakt mit dem zweiten Ende des zweiten halbkreisförmigen Elements gebracht werden kann.According to the claimed invention, there is provided a baffle ring for use as a retaining device in the tube bundle of a tube bundle heat exchanger, comprising: a first semicircular member having a first end and a second end; a second semicircular member having a first end and a second end; and hinge means for pivotally securing a first end of the first semicircular member to the first end of the second semicircular member such that the first semicircular member can pivot about the first end of the second semicircular member such that the second end of the first semicircular member can be brought into contact with the second end of the second semicircular member.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Nachrüsten des Rohrbündels eines Wärmetauschers mit Stabpralleinrichtungen bereitgestellt, das folgende Stufen umfaßt: Öffnen des Scharniers des vorstehend beschriebenen, mit einem Scharnier versehenen Prallrings, so daß das zweite Ende des ersten halbkeisförmigen Elements nicht in Kontakt mit dem zweiten Ende des zweiten halbkreisförmigen Elements steht; Ausrichten des Prallrings entlang des Rohrbündels; Schließen des Scharniers des Prallrings, so daß das zweite Ende des ersten halbkreisförmigen Elements in Kontakt mit dem zweiten Ende des zweiten halbkreisförmigen Elements steht und so daß der Stabprallring das Rohrbündel einschließt; Befestigen des zweiten Endes des ersten halbkreisförmigen Elements am zweiten Ende des zweiten halbkreisförmigen Elements; Einsetzen von Halterungsstäben zwischen die Rohre; und Befestigen des ersten Endes und des zweiten Endes der Halterungsstäbe am mit dem Scharnier versehenen Prallring.According to another aspect of the invention, there is provided a method of retrofitting the tube bundle of a heat exchanger with rod baffles comprising the following steps: opening the hinge of the hinged baffle ring described above so that the second end of the first semi-circular member is not in contact with the second end of the second semi-circular member; aligning the baffle ring along the tube bundle; closing the hinge of the baffle ring so that the second end of the first semi-circular member is in contact with the second end of the second semi-circular member and so that the rod baffle ring encloses the tube bundle; securing the second end of the first semi-circular member to the second end of the second semi-circular member; inserting support rods between the tubes; and securing the first end and the second end of the support rods to the hinged baffle ring.

Short description of the drawing

Fig. 1 ist ein seitlicher Aufriß eines Rohrbündelwärmetauschers, in dem die Erfindung verwirklicht ist, wobei zur klareren Darstellung des inneren Aufbaus Teile des Mantels weggelassen sind.Fig. 1 is a side elevation of a shell and tube heat exchanger embodying the invention, with parts of the shell removed to illustrate the internal structure more clearly.

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1.Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1.Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4- 4 von Fig. 1.Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of Fig. 1.

Fig. 5 ist ein Aufriß des erfindungsgemäßen Prallrings im geschlossenen Zustand.Fig. 5 is an elevational view of the impact ring according to the invention in the closed state.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht des geschlossenen Prallrings von Fig. 5, wobei die verwendete Gelenkeinrichtung dargestellt ist.Fig. 6 is a side view of the closed impact ring of Fig. 5, showing the articulation device used.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten Prallrings, wobei die verwendete Befestigungseinrichtung dargestellt ist.Fig. 7 is a side view of the impact ring shown in Fig. 5, showing the fastening means used.

Fig. 8 ist ein Aufriß eines erfindungsgemäßen Prallrings, wobei das Scharnier des Prallrings geöffnet ist.Fig. 8 is an elevational view of an impact ring according to the invention, with the hinge of the impact ring opened.

Detailed description of the invention

Nachstehend wird auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen. Es ist ein Rohrbündelwärmetauscher 10 dargestellt. Ein Prallplatten-Rohrbündel 12 ist von einem Mantel 14 umgeben. Das Prallplatten-Rohrbündel 12 weist Prallplattenanordnungen 16 und 18 auf, die mit einer horizontalen Prallstabanordnung 20 und einer vertikalen Prallstabanordnung 22 nachgerüstet sind. Die Rohre im Rohrbündel 12 werden von den Prallstabanordnungen 20 und 22 gehalten.Referring now to the drawings and in particular to Fig. 1, a shell and tube heat exchanger 10 is shown. A baffle plate tube bundle 12 is surrounded by a shell 14. The baffle plate tube bundle 12 has baffle plate assemblies 16 and 18 retrofitted with a horizontal baffle bar assembly 20 and a vertical baffle bar assembly 22. The tubes in the tube bundle 12 are supported by the baffle bar assemblies 20 and 22.

Beim Betrieb gelangt ein Fluid durch einen Einlaß 24 in die Mantelseite des Rohrbündelwärmetauschers 10 und verläßt die Mantelseite nach einem indirekten Wärmeaustausch mit dem Fluid in den Rohren 26 durch den Auslaß 28. Während des Durchgangs durch die Mantelseite des Rohrbündelwärmetauschers wird der Fluidstrom durch Plattenprallanordnungen 16 und 18 geleitet. Das durch die Rohrseite des Wärmetauschers strömende Fluid gelangt über den Einlaß 31 in die Endkappe 30 des Wärmetauschers und verläßt die Endkappe 32 des Wärmetauschers über den Auslaß 33. Dieses Fluid strömt von der Endkammer 34, die durch die Endkappe 30 des Wärmetauschers und die Rohrplatte 36 begrenzt wird, durch die Rohre 26 und in die gegenüberliegende Endkammer 38, die in ähnlicher Weise durch die Endkappe 32 und die andere Rohrplatte 40 begrenzt wird.In operation, fluid enters the shell side of the shell and tube heat exchanger 10 through an inlet 24 and exits the shell side through outlet 28 after indirect heat exchange with the fluid in the tubes 26. During passage through the shell side of the shell and tube heat exchanger, the fluid flow is directed by plate baffle assemblies 16 and 18. The fluid flowing through the tube side of the heat exchanger enters the heat exchanger end cap 30 via inlet 31 and exits the heat exchanger end cap 32 via outlet 33. This fluid flows from the end chamber 34, which is defined by the heat exchanger end cap 30 and the tube plate 36, through the tubes 26 and into the opposite end chamber 38, which is similarly defined by the end cap 32 and the other tube plate 40.

Die Rohre 26 können in einem quadratischen Muster gemäß der Darstellung in den Figg. 2-4 angeordnet sein. Die Rohre 16 werden durch eine Mehrzahl von horizontalen Stabprallanordnungen 20 und vertikalen Stabprallanordnungen 22, mit denen das vorhandene Prallplatten-Rohrbündel 12 nachgerüstet worden ist, in Position gehalten. Die in Fig. 4 dargestellte vertikale Prallanordnung 22 ist Bestandteil eines vierteiligen Prallsets, wie es beispielsweise im US-Patent 5 139 084, auf dessen Offenbarung durch Verweis Bezug genommen wird, beschrieben ist. Bei einem vierteiligen Prallset handelt es sich um ein Prallset, das zwei horizontale Stabpralleinrichtungen und zwei vertikale Stabpralleinrichtungen aufweist, so daß die vier Pralleinrichtungen zusammen eine radiale Halterung an den vier Seiten jedes Rohrs 26 ergeben.The tubes 26 may be arranged in a square pattern as shown in Figs. 2-4. The tubes 16 are connected by a plurality of horizontal bar impact assemblies 20 and vertical bar impact assemblies 22 which are retrofitted to the existing impact plate tube bundle 12. The vertical baffle assembly 22 shown in Fig. 4 is part of a four-piece baffle set, such as that described in U.S. Patent 5,139,084, the disclosure of which is incorporated by reference. A four-piece baffle set is an baffle set which includes two horizontal bar baffles and two vertical bar baffles, such that the four baffles together provide radial support on the four sides of each tube 26.

Während das vierteilige Prallset derzeit bevorzugt ist, wird darauf hingewiesen, daß es bei einer erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung nur erforderlich ist, daß die Stäbe in jeder Prallanordnung, die in die Zwischenräume zwischen benachbarten Rohrreihen (in einer Mehrzahl von Rohrreihen) eingesetzt sind, in weniger als in die Gesamtzahl von derartigen Zwischenräumen eingesetzt sind. Es ist unwesentlich, ob die Stäbe in benachbarte Zwischenräume, in jeden zweiten Zwischenraum, in zwei benachbarte Zwischenräume unter Auslassung von zwei Zwischenräumen oder unter Einhaltung beliebiger gewünschter Variationen eingesetzt sind.While the four-piece baffle set is presently preferred, it is noted that a mounting device according to the invention only requires that the rods in each baffle assembly inserted into the spaces between adjacent rows of tubes (in a plurality of rows of tubes) be inserted into fewer than the total number of such spaces. It is immaterial whether the rods are inserted into adjacent spaces, into every other space, into two adjacent spaces while omitting two spaces, or in any desired variation.

Die Mindestzahl an Stäben in einer Prallanordnung ist die Anzahl, die für das Prallset ausreichend ist, um eine radiale Halterung für jedes Rohr des Rohrbündels zu gewährleisten. Vorzugsweise wird diese funktionelle Beschränkung auch dazu herangezogen, die maximale Anzahl an Stäben in einer Prallanordnung festzulegen, da der Druckabfall quer zur Mantelseite eines Rohrbündelwärmetauschers am niedrigsten ist, wenn eine möglichst geringe Anzahl an Stäben zur Bildung der Prallanordnungen verwendet wird. Es ist jedoch wesentlich, in jeder Prallanordnung für das Prallset eine ausreichende Zahl an Stäben einzusetzen, um für jedes Rohr eine radiale Halterung zu erreichen. Die Anzahl an Prallanordnungen, die ein Prallset gemäß den vorstehenden Beschreibungen ergibt, darf nicht mit der Gesamtzahl der in das Rohrbündel eingesetzten Prallanordnungen verwechselt werden, da es sich bei dieser letztgenannten Zahl um eine beliebige Anzahl über der im Prallset erforderlichen Mindestzahl handelt und die Gesamtzahl an Prallanordnungen im Rohrbündel ansonsten unabhängig von der Anzahl an Prallanordnungen in einem Prallset ist.The minimum number of rods in a baffle assembly is the number sufficient for the baffle set to provide radial support for each tube of the tube bundle. Preferably, this functional limitation is also used to determine the maximum number of rods in a baffle assembly, since the pressure drop across the shell side of a shell and tube heat exchanger is lowest when the smallest possible number of rods are used to form the baffle assemblies. However, it is essential to use a sufficient number of rods in each baffle assembly for the baffle set to achieve radial support for each tube. The number of baffle assemblies resulting from a baffle set as described above should not be confused with the total number of baffle assemblies used in the tube bundle, since this latter number is any number above the minimum number required in the baffle set and the total number of impact arrangements in the tube bundle is otherwise independent of the number of impact arrangements in an impact set.

Es ist offensichtlich, daß die Mindestzahl an Prallanordnungen pro Prallset von der Rohranordnung abhängt. Während Fig. 4 eine quadratische Rohranordnung zeigt, sind auch andere Rohranordnungen möglich, bei denen die Mindestzahl an Prallanordnungen in einem Prallset von den vorstehend erörterten Angaben abweichen kann. Bei einer beliebigen Rohranordnung sind mindestens zwei Prallanordnungen pro Prallset erforderlich, um die Erfindung in die Praxis umzusetzen. Die hier erörterten speziellen Rohranordnungen dienen nur der Erläuterung und sollen den breiten Umfang der Erfindung nicht beschränken.It will be appreciated that the minimum number of impact assemblies per impact set will depend on the tube arrangement. While Figure 4 shows a square tube arrangement, other tube arrangements are possible in which the minimum number of impact assemblies in an impact set may vary from that discussed above. For any tube arrangement, at least two impact assemblies per impact set are required to practice the invention. The specific tube arrangements discussed here are for illustrative purposes only and are not intended to limit the broad scope of the invention.

In den Figg. 2 und 3 sind Prallplatten dargestellt, die sich zum Einsatz in einem Prallplatten-Rohrbündel eignen. Die in Fig. 2 dargestellte Prallplatte weist einen Prallring 46 auf, der die Rohre 26 umgibt. Eine segmentäre Prallplatte 44 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 47 zum Durchgang eines Teils der Rohre 26 auf. Die Öffnungen 47 sind nur geringfügig größer als der Durchmesser der Rohre 26 und dienen zur teilweisen Halterung der Rohre sowie dazu, das Fluid, das aus der Einlaßdüse 24 zur Auslaßdüse 28 strömt, dazu zu veranlassen, einen verschlungenen Weg zu nehmen und über die Rohre 26 hinwegzustreichen. Fig. 2 zeigt eine segmentäre Prallplatte 44 im oberen Bereich der Prallplattenanordnung 16. Fig. 3 erläutert eine ähnliche Prallplattenanordnung 18 mit einer segmentären Prallplatte 44 im unteren Bereich der Prallplattenanordnung 18. Normalerweise wechseln sich die Praliplattenanordnungen 16 und 18 ab, um einen verschlungenen Weg für das mantelseitige Fluid zu gewährleisten. Typischerweise blockiert jede abwechselnde segmentäre Prallplatte in wirksamer Weise 60 bis 80% der Fläche der zwischen der parallelen Rohrreihe begrenzten Fluidströmungswege.Figs. 2 and 3 show baffles suitable for use in a baffle tube bundle. The baffle shown in Fig. 2 has a baffle ring 46 surrounding the tubes 26. A segmental baffle 44 has a plurality of openings 47 for the passage of a portion of the tubes 26. The openings 47 are only slightly larger than the diameter of the tubes 26 and serve to partially support the tubes and to cause the fluid flowing from the inlet nozzle 24 to the outlet nozzle 28 to take a tortuous path and sweep over the tubes 26. Fig. 2 shows a segmental baffle 44 at the top of the baffle assembly 16. Fig. 3 illustrates a similar baffle assembly 18 with a segmental baffle 44 at the bottom of the baffle assembly 18. Normally, the baffle assemblies 16 and 18 alternate to provide a tortuous path for the shell side fluid. Typically, each alternating segmental baffle effectively blocks 60 to 80% of the area of the fluid flow paths defined between the parallel row of tubes.

In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Stabprallanordnung 22 dargestellt. Die Stabprallanordnung 22 umfaßt einen Prallring 46 mit einem ersten halbkreisförmigen Element 48 und einem zweiten halbkreisförmigen Element 50.In Fig. 4, a rod impact arrangement 22 according to the invention is shown. The rod impact arrangement 22 comprises an impact ring 46 with a first semicircular element 48 and a second semicircular element 50.

Der Prallring 46 ist in den Figg. 5-8 besser ersichtlich. Das erste halbkreisförmige Element 48 ist an seinem ersten Ende 52 mittels einer Scharniereinrichtung 56 mit dem ersten Ende 54 des zweiten halbkreisförmigen Elements 50 verbunden. Das Scharnier 56 verbindet die beiden halbkreisförmigen Elemente in der Weise, daß sie drehbar so aneinander befestigt sind, daß sich das erste halbkreisförmige Element 48 um das erste Ende 54 des zweiten halbkreisförmigen Elements 50 drehen kann und der Prallring 46 entweder mit geschlossenem Scharnier oder geöffnetem Scharnier vorliegen kann. Bei geschlossener Scharnierstellung, die in Fig. 5 dargestellt ist, sind das zweite Ende 58 des ersten halbkreisförmigen Elements 48 und das zweite Ende 60 des zweiten halbkreisförmigen Elements 50 in Kontakt miteinander angeordnet, wobei die beiden Elemente einen geschlossenen Ring bilden. In der in Fig. 8 dargestellten Position mit geöf fnetem Scharnier stehen das zweite Ende 58 und das zweite Ende 60 nicht miteinander in Kontakt. Das zweite Ende 58 und das zweite Ende 60 können mit einer Befestigungseinrichtung versehen sein, beispielsweise mit einer Zapfenverbindung 62, die ein Zapfenelement 64 und ein Hohlelement 65 aufweisen. Die zweiten Enden 58 und 60, die die Zapfenverbindung 62 bilden, weisen Löcher 66 bzw. 68 auf. Wenn das Scharnier des Prallrings 46 geschlossen wird, werden die Löcher 66 und 68 so aufeinander ausgerichtet, daß die Elemente fest mittels eines Zapfens oder Stifts geschlossen werden können. Ferner können anstelle der Zapfen-, Stift- oder anderweitigen Befestigungseinrichtung oder in Kombination mit einer derartigen Befestigungseinrichtung die zweiten Enden 58 und 60 verschweißt werden, nachdem der Prallring 46 um das Rohrbündel 12 gelegt worden ist. Ferner können dann, wenn der Prallring 46 um das Rohrbündel 12 angeordnet und das Scharnier geschlossen worden ist, die ersten Enden 52 und 54 gegebenenfalls an der Scharniereinrichtung 56 verschweißt werden.The impact ring 46 is better seen in Figures 5-8. The first semicircular member 48 is connected at its first end 52 to the first end 54 of the second semicircular member 50 by means of a hinge device 56. The hinge 56 connects the two semicircular members in such a way that they are rotatably attached to one another so that the first semicircular member 48 can rotate about the first end 54 of the second semicircular member 50 and the impact ring 46 can be in either a closed hinge or an open hinge position. In the closed hinge position shown in Figure 5, the second end 58 of the first semicircular member 48 and the second end 60 of the second semicircular member 50 are arranged in contact with one another, the two members forming a closed ring. In the hinge open position shown in Fig. 8, the second end 58 and the second end 60 are not in contact with each other. The second end 58 and the second end 60 may be provided with a fastening device, for example with a tenon joint 62 comprising a tenon element 64 and a hollow element 65. The second ends 58 and 60 forming the tenon joint 62 have holes 66 and 68, respectively. When the hinge of the impact ring 46 is closed, the holes 66 and 68 are aligned with each other so that the elements can be firmly closed by means of a tenon or pin. Furthermore, instead of the pin, stud or other fastening means, or in combination with such a fastening means, the second ends 58 and 60 may be welded after the impact ring 46 has been placed around the tube bundle 12. Furthermore, once the impact ring 46 has been placed around the tube bundle 12 and the hinge has been closed, the first ends 52 and 54 may be welded to the hinge means 56, if desired.

In Fig. 4 ist ein Prallring 46 ersichtlich, der um das Rohrbündel 12 gelegt worden ist. Der Prallring 46 ist in geschlossener Scharnierstellung fixiert und. umgibt die Rohre 26. Die Stabprallanordnung 22 umfaßt ferner eine Mehrzahl von sich in senkrechter Richtung erstreckenden Trägerstäben 70, die mit ihren gegenüberliegenden Enden am Prallring 46 befestigt sind und in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind, so daß sie sich zwischen jedem zweiten Paar der vertikalen&sub1; parallelen Reihen von Rohren 26 erstrecken. Gegebenenfalls kann mindestens ein Querhalterungsstab, der sich senkrecht zu den Halterungsstäben 70 erstreckt und mit seinen gegenüberliegenden Enden am Praliring 48 befestigt ist, in der Stabprallanordnung 22 vorgesehen sein.In Fig. 4, a baffle ring 46 is visible which has been placed around the tube bundle 12. The baffle ring 46 is fixed in the closed hinge position and surrounds the tubes 26. The rod baffle arrangement 22 further comprises a plurality of vertically extending support rods 70 secured at their opposite ends to the impact ring 46 and evenly spaced from one another so as to extend between every other pair of the vertical parallel rows of tubes 26. Optionally, at least one transverse support rod extending perpendicular to the support rods 70 and secured at its opposite ends to the impact ring 48 may be provided in the rod impact assembly 22.

Um einen vorhandenen Rohrbündelwärmetauscher nachzurüsten wird das Rohrbündel 12 aus dem Mantel 14 entnommen. Beim Entnehmen des Rohrbündels 12 aus dem Mantel 14 kann es erforderlich sein, die Endkappen 30 und 32 und eine der Rohrplatten 36 und 40 zu entfernen. Die Scharniere der Stabprallringe werden sodann geöffnet, um eine Installation über etwaige verbleibende Rohrplatten und die vorhandenen Prallplatten zu ermöglichen. Die Stabprallringe werden entlang des Rohrmantels an Stellen, die sich zur Halterung des Rohrbündels 12 eignen, ausgerichtet. Nachdem sich jeder Stabprallring in der richtigen Stellung und Orientierung befindet, wird das Scharnier der beiden halbkreisförmigen Elemente 48 und 50 geschlossen und beispielsweise mit einem Stift-Befestigungselement in einer Zapfenverbindung befestigt. Anschießend kann der Stabprallring am ersten und zweiten Ende der einzelnen Elemente durch Verschweißen an der Scharnierstelle, wo das erste Ende 52 des ersten halbkreisförmigen Elements 48 auf das erste Ende 54 des zweiten halbkreisförmigen Elements 50 auftrifft, und an der Kontaktstelle, wo das zweite Ende 58 des ersten halbkreisförmigen Elements 48 auf das zweite Ende 60 des zweiten halbkreisförmigen Elements 50 auftrifft, verschweißt werden. Nachdem der Stabprallring sich an Ort und Stelle befindet und unter Einschließen des Rohrbündels befestigt ist, können Halterungsstäbe und etwaige Querhalterungsstäbe zwischen den Rohren eingesetzt und an ihren Enden jeweils am Prallring, beispielsweise durch Verschweißen, befestigt werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Rohre 26 von den Halterungsstäben 70 der Stabprallanordnungen gehalten.To retrofit an existing shell and tube heat exchanger, the shell and tube 12 is removed from the shell 14. When removing the shell and tube 12 from the shell 14, it may be necessary to remove the end caps 30 and 32 and one of the tube plates 36 and 40. The hinges of the rod baffles are then opened to allow installation over any remaining tube plates and the existing baffles. The rod baffles are aligned along the shell and tube at locations suitable for supporting the shell and tube 12. After each rod baffle is in the correct position and orientation, the hinge of the two semi-circular elements 48 and 50 is closed and secured with, for example, a pin fastener in a tenon joint. The rod baffle ring can then be welded to the first and second ends of each element by welding at the hinge point where the first end 52 of the first semi-circular element 48 meets the first end 54 of the second semi-circular element 50 and at the contact point where the second end 58 of the first semi-circular element 48 meets the second end 60 of the second semi-circular element 50. After the rod baffle ring is in place and secured enclosing the tube bundle, support rods and any cross support rods can be inserted between the tubes and secured at their ends to the baffle ring, such as by welding. At this point, the tubes 26 are supported by the support rods 70 of the rod baffle assemblies.

Das auf diese Weise mit Stabprallanordnungen 20 und 22 nachgerüstete Rohrbündel 12 kann wieder in den Mantel 14 eingesetzt und dort entsprechend positioniert werden. Sodann können die Rohrplatten (soweit diese entfernt worden sind) wieder angebracht werden, wobei jedes Ende eines jeden Rohrs eine fluiddichte Abdichtung mit der entsprechenden Öffnung in der Rohrplatte bildet. Schließlich können die offenen Enden des Mantels 14 durch Wiederanbringen der Endkappen 30 und 32 verschlossen werden.The tube bundle 12 thus retrofitted with rod baffle assemblies 20 and 22 can be reinserted into the shell 14 and appropriately positioned therein. The tube sheets (if removed) can then be reattached, with each end of each tube forming a fluid-tight seal with the corresponding opening in the tube sheet. Finally, the open ends of the shell 14 can be closed by reattaching the end caps 30 and 32.

Der Fachmann kann an der Erfindung vernünftige Variationen und Modifikationen vornehmen, ohne daß er den Umfang der beanspruchten Erfindung verläßt.One skilled in the art may make reasonable variations and modifications to the invention without departing from the scope of the claimed invention.

Claims

1. Impact ring for use as a holding device in a tube bundle of a tube bundle heat exchanger, comprising:

a first semicircular member (48) having a first end (52) and a second end (58);

a second semicircular member (50) having a first end (54) and a second end (60); and

a hinge device (56) for rotatably securing the first end of the first semicircular element to the first end of the second semicircular element, the first end of the first semicircular element being secured to the first end of the second semicircular element by means of the hinge device such that the first semicircular element can rotate about the first end of the second semicircular element such that the second end of the first semicircular element can be brought into contact with the second end of the second semicircular element.

2. Impact ring according to claim 1, further comprising a fastening device (62, 66, 68) for fastening the second end of the first semi-circular element to the second end of the second semi-circular element.

3. Rod impact device for use as a supporting device in the tube bundle (12) of a tube bundle heat exchanger, comprising

a baffle ring (46) having a first semicircular element (48) with a first end (52) and a second end (58); a second semicircular element (50) with a first end (54) and a second end (60); and a hinge device (56) for rotatably securing the first end of the first semicircular element to the first end of the second semicircular element, the first end of the first semicircular element being secured to the first end of the second semicircular element by means of a hinge device is mounted in such a way that the first semicircular element can rotate about the first end of the second semicircular element such that the second end of the first semicircular element can be brought into contact with the second end of the second semicircular element; and

a plurality of support rods (70) supported by the impact ring, each support rod being parallel and equally spaced from the other support rods.

4. A bar impact device according to claim 3, further comprising a fastening device for fastening the second end of the first semi-circular member to the second end of the second semi-circular member.

5. Tube bundle for a tube bundle heat exchanger comprising:

a plurality of parallel tubes (26) having a common alignment axis arranged to form a plurality of parallel rows of tubes;

at least one baffle plate (44) having a plurality of openings, the individual baffles being perpendicular to the common alignment axis of the parallel tubes and a portion of the tubes extending through these openings; and

at least one rod impact device comprising an impact ring (46) having a first semicircular element (48) with a first end (52) and a second end (58), a second semicircular element (50) with a first end (54) and a second end (60), and a hinge device for rotatably securing the first end of the first semicircular element to the first end of the second semicircular element, the first end of the first semicircular element being secured to the first end of the second semicircular element by means of the hinge device such that the first semicircular element can rotate about the first end of the second semicircular element in such a way that the second end of the first semicircular element can be brought into contact with the second end of the second semicircular element; and a plurality of support rods (70), the impact ring comprising the plurality of tubes and supports, wherein the individual support rods run parallel and at equal distances with respect to the other support rods, so that the support rods provide a support for the plurality of tubes.

6. A tube bundle according to claim 5, further comprising a fastening device (62, 66, 68) for fastening the second end of the first semicircular element to the second end of the second semicircular element.

7. A method for retrofitting a tube bundle comprising at least a first and a second apertured tube plate (36, 40), a plurality of parallel tubes (26) each having a first and a second end and at least one impact plate (16, 18), wherein at least one rod impact support is provided which comprises a plurality of support rods (70) having a first end and a second end and an impact ring (46) having a first semicircular element (48) having a first end (52) and a second end (58), a second semicircular element (50) having a first end (54) and a second end (60) and a hinge device (56) for rotatably securing the first end of the first semicircular element to the first end of the second semicircular element, wherein the first end of the first semicircular element is secured to the first end of the second semicircular element is fixed by means of the hinge means so that the first semicircular element can rotate about the first end of the second semicircular element in such a way that the second end of the first semicircular element is in contact with the second end of the second semicircular element, comprising the following steps:

(a) rotating the first semicircular member about the first end of the second semicircular member such that the second end of the first semicircular member is not in contact with the second end of the second semicircular member;

(b) aligning the baffle ring around the tube bundle;

(c) rotating the first semicircular member about the first end of the second semicircular member such that the second end of the first semicircular member is in contact with the second end of the second semicircular member and the rod baffle ring encompasses the tube bundle;

(d) rigidly securing the second end of the first semicircular member to the second end of the second semicircular member;

(e) inserting the support rods between the tubes; and

(f) rigidly securing the first end and the second end of the support rods to the impact ring.

8. A method according to claim 7, wherein the support rods are inserted in step (e) so that the individual tubes are located near one of the support rods and the support rods form a radial support for the tubes.

9. The method of claim 8, wherein the rod baffle further comprises a fastening device (62, 66, 68) for fastening the second end of the first semicircular member to the second end of the second semicircular member, and wherein in step (d) the second end of the first semicircular member and the second end of the second semicircular member are fastened by means of the fastening device.

10. The method of claim 9, wherein following step (d), the first end of the first semicircular member is welded to the first end of the second semicircular member and the second end of the first semicircular member is welded to the second end of the second semicircular member.